自动控制原理校正课程设计-- 线性控制系统校正与分析

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1、课程设计报告书课程设计报告书 题题 目目 线性控制系统校正与分析 院院 部部 名名 称称 机电工程学院 专专 业业 10 电气工程及其自动（单） 班班 级级 组组 长长 姓姓 名名 学学 号号 设设 计计 地地 点点 工科楼 C 214 设设 计计 学学 时时 1 周 指指 导导 教教 师师 目录目录 目录目录 2 第一章第一章 课程设计的目的及题目课程设计的目的及题目 3 1.1 课程设计的目的. 3 1.2 课程设计的题目. 3 第二章第二章 课程设计的任务及要求课程设计的任务及要求 4 2.1 课程设计的任务. 4 2.2 课程设计的要求. 4 第三章第三章 校正函数的设计校正函数的设计

2、 5 3.1 设计任务. 5 3.2 设计部分. 5 第四章第四章 系统动态性能的分析系统动态性能的分析 8 4.1 校正前系统的动态性能分析. 8 4.2 校正后系统的动态性能分析 10 第五章第五章 系统的根轨迹分析及幅相特性系统的根轨迹分析及幅相特性 . 13 5.1 校正前系统的根轨迹分析 13 5.2 校正后系统的根轨迹分析 15 第七章第七章 传递函数特征根及传递函数特征根及 bodebode 图图 17 7.1 校正前系统的幅相特性和 bode 图. 17 7.2 校正后系统的传递函数的特征根和 bode 图. 18 第七章第七章 总结总结 20 参考文献参考文献. 20 第一章

3、第一章 课程设计的目的及题目课程设计的目的及题目 1.1 课程设计的目的 掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿 （校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析， 能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。 学会使用 MATLAB 语言及 Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试。 1.2 课程设计的题目 已知单位负反馈系统的开环传递函数 )125.0)(1( )( 0 sss K sG，试用频率法 设计串联滞后校正装置，使系统的相角裕量 30，静态速度误差系数 1 10 sK v 。 第二章第二章 课程设计的

4、任务及要求课程设计的任务及要求 2.1 课程设计的任务 设计报告中，根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正 （须写清楚校正过程） ，使其满足工作要求。然后利用 MATLAB 对未校正系统 和校正后系统的性能进行比较分析，针对每一问题分析时应写出程序，输出结果 图和结论。最后还应写出心得体会与参考文献等。 2.2 课程设计的要求 首先，根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正，使其 满足工作要求。 要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传 递函数，校正装置的参数 T， 等的值。 利用 MATLAB 函数求出校正前与校正后系统的特征根，并判断其系统是 否稳

5、定，为什么? 利用 MATLAB 作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线，单位阶跃 响应曲线，单位斜坡响应曲线，分析这三种曲线的关系？求出系统校正前与校正 后的动态性能指标 %、tr、tp、ts以及稳态误差的值，并分析其有何变化。 绘制系统校正前与校正后的根轨迹图，并求其分离点、汇合点及与虚轴交 点的坐标和相应点的增益 * K值，得出系统稳定时增益 * K的变化范围。 绘制系统校正前与校正后的 Nyquist 图， 判断系统的稳定性， 并说明理由。 绘制系统校正前与校正后的 Bode 图，计算系统的幅值裕量，相位裕量， 幅值穿越频率和相位穿越频率。判断系统的稳定性，并说明理由。 第三章第三章 校正函数的设计校正函数的设计 3.1 设计任务 首先，根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正，使其满足工 作要求。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函 数，校正装置的参数 T，等的值。 3.2 设计部分 对 给 出的 开 环系 统 分析 ，已 知 单位 负反 馈 系统 的 开环 传递 函 数 0 () (1)(0.251) K G S S SS ，试用频率法设计串联校正